人教版物理九年级全一册 第十八章 电功率 第4节 焦耳定律 课件

(共27张PPT)
人教版物理九年级全一册
第十八章
电功率
第4节
焦耳定律
　　电炉丝和导线是串联在电路中的，根据串联电路中各处电流相等可知：通过的电流相同，为什么电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热?
电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关?
电热水器
电流通过导体时电能转化成内能的现象叫做电流的热效应。
各种电热器就是利用电流的热效应来加热的设备。
电炉
电饭锅
电热壶
取暖器
电烤箱
如图18.4-2所示,两个透明容器中密封着等量的空气,U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。两个密闭容器中都有一段电阻丝,右边
容器中的电阻比较大。
两容器中的电阻丝串联起来接到电源两端,通过两段电阻丝的电流相同。通电一定时间后,比较两个U形管中液面高度的变化。你看到的现象说明
了什么?
讨论1：当一个物理量被猜测与多个因素有关，应该采用什么研究方法？
（控制变量法）
讨论2：实验中通过观察什么现象来比较电流产生的热量的多少？
转换法
当电流通过电阻丝时，电流产生的热量就使瓶中的空气温度升高、体积膨胀，U型管里面的液柱就会逐渐上升。电流产生的热量越多，液面就会上升得越高。实验中，通过观察
来比较电流产生的热量的多少。
这种研究方法叫做
。
U型管中液面高度的变化
R1=5Ω
R2=10Ω
A
在电流相同、通电时间相同的情况下，电阻越大，产生的热量越多
现象：
。
结论：
。
控制不变的量：
、
。
电流
通电时间
电阻较大的右边液面上升得较高
I
=
2I1
I
A
R
=
5
Ω
R
=
5
Ω
R
=
5
Ω
I1
在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过的电流越大，产生的热量越多。
现象：
。
结论：
控制不变的量：
电阻
通电时间
电流较大的左边液面上升得较高
、
。
英国物理学家焦耳做了大量实验,于1840年最先精确地确定了电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系:电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比;跟导体的电阻成正比,跟通电时间成正比。这个规律叫做焦耳定律。如果热量用Q表示,电流用I表示,电阻用R表示,时间用t表示,则焦耳定律为:
Q
=
I
?
R
t
热量
电流
电阻
时间
J
A
Ω
S
当电流通过导体时，如果电能全部转化为内能，而没有同时转化成其他形式的能量，那么电流产生的热量Q
就等于消耗的电能W，即：
Q
=W
=Pt=UIt
=
（只适用于纯电阻电路【只发热】）
(如：电暖器、电饭锅、电炉、电熨斗等)
还记得开始时那个问题吗？
电炉丝和导线通过的电流和通电时间相等，导线的电阻远小于电炉丝的电阻，所以导线产生的热量较少。
为什么电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热？
例题
一根60Ω电阻丝接在36V的电源上，在5min内共产生多少热量？
R=60Ω
t=5min=300s
Q=?
U=36V
分析：
Q=I2
R
t
解：
想一想：还有其它解法吗？
电热丝消耗的电能全部用来产生热量，所以本题属于纯电阻电路。还可以这样解。
想想议议
额定电压相同的灯泡,额定功率越大,电阻越小,正常工作时单位时间内产生的热量越多。可是按照焦耳定律,电阻越大,单位时间内产生的热量越多。二者似乎有矛盾,这是怎么回事?
前提条件不同，得出的结论不同。二者并不矛盾。
电热的利用
电热的防止
散热风扇
散热窗
翼状散热片
动手动脑学物理第1—6题。
1.某导体的电是2Ω,通过2A的电流时,1min产生多少焦耳的热量?
2.一只额定功率是450W的电饭锅,在额定电压下使用,每分钟产生多少热量?
3.一只电烙铁的额定电压是220V,在额定电压下工作时的电阻是1210Ω,它的
额定功率有多大?在额定电压下通电10min产生多少热量?
4.某校师生自制了一台电烘箱。电烘箱的电阻丝通过5A的电流时,每分钟可产生6.6×104J的热量。求这台电烘箱的电功率和电阻丝工作时的电阻。
5.电流的热效应有时对我们有益,我们利用它;有时对我们有害,需要减少电流导致的发热,或者尽快把发出的热散发掉。
(1)列举两个生活或生产中利用电流热效应的实例;
(2)列举两个生活和生产中为防上电流热效应产生危害而采取的措施。
6.在家庭电路中,有时导线长度不够,需要把两根连接起来,而连接处往往比别处更容易发热,加速老化,甚至引起火灾。这是为什么?
（1）电暖气、电热毯等在供暖时都利用了电流的热效应；电视机、电冰箱长时间不用时需定时通电，用电热驱潮。
（2）电动机利用翼状散热片增大散热面积；电冰箱在放置时后背要与墙壁保持一定距离，使热量通过空气散发；电脑中用小风扇来散热。
导线连接处的电阻较大，在电流和通电时间相同时，根据公式Q=I2Rt可知，连接处产生的热量较多，更容易发热，加速老化甚至引起火灾。
1.(2020·东莞)下列用电器利用电流热效应工作的是（
）
A.电视机
B.洗衣机
C.电风扇
D.电饭煲
2.(2020·青岛)甲、乙两个电热器的电阻之比为5:4
，通电相同时间产生的热量之比为5:1，则通过甲、乙的电流之比为（??
）
A.4:1
B.1:4
C.2:1
D.1:2
3.(2020·株洲)如图所示，长度、横截面积一样，材料不同的两个长方体电阻串联在电路中，电阻分别为R1=2Ω，R2=4Ω，在它们表面涂上厚度一样的蜡。现在闭合开关给它们通电，过一段时间后。我们观察到（??
）
A.R1上的蜡熔化得快
B.R2上的蜡熔化得快
C.R1、R2上的蜡熔化得一样快
D.无法比较
4.(2020·福建)下列家用电器中，利用电流热效应工作的是（??
）
A.电风扇
B.电视机
C.电热水壶
D.电冰箱
D
C
B
C
5.(2020·娄底)下列事例，属于防止电流热效应产生危害的是（?
）
A.养鸡场使用电热孵化器孵小鸡
B.家里使用电热水壶烧水
C.小明妈妈用电熨斗熨衣服D.电脑温度过高时风扇会及时启动，给电脑降温
6.(2019·乐山)如图为探究“焦耳定律”的实验装置。两个透明容器中密封着等量的空气，U型管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。将容器中的电阻丝R1、R2串联在电路中，且R1＜R2?。下列说法正确的是（??
）
A.该实验装置用于探究“电压和通电时间一定时，电热与电阻的关系”
B.闭合开关后，通过R1的电流大于R2的电流
C.闭合开关后，甲管中液面上升比乙慢
D.闭合开关后，要使电流增大，应将滑动变
阻器滑片P向左移动
D
C
7.(2020·西藏)中国24岁的青年科学家曹原研究发现，石墨烯在特定的条件下电阻突然变为0，这种现象叫做超导现象。根据
定律可知，如果用超导材料输送电能，就可以大大降低由于电阻引起的电能损耗。
8.(2020·广东)如图所示为“探究电流通过导体产生的热量跟
的关系”的实验装置。实验中用U形管内液面高度差的大小来反映电流通过导体产生热量的多少，这种方法叫
（选填“控制变量”或“转换”）法。通电一段时间后，左侧容器内空气吸收的热量比右侧的
（选填
“多”或“少”）。
9.(2020·内江)最先精确地确定了电流通过导体产生的热量（电热）与电流、电阻和通电时间关系的物理学家是
；将10Ω的电阻丝接在3V的电源上，5min内产生的热量为
J。
焦耳
电阻
转换法
少
焦耳
270
10.(2020·西宁)家庭电路中各用电器是
联的，铭牌上均标有“220V
100W”的电视机和电热毯都正常工作1小时，则
产生的热量较多。
11.(2020·阜新)吸尘器正常工作一段时间后，机身的温度会升高，这是电流的
效应，一个“220V、440W”的吸尘器，线圈电阻是10Ω，工作1min消耗的电能是
J，产生的热量是
J。
12.(2020·柳州)电流流过导体，导体会发热的现象，叫做电流的
（选填“热”或“磁”）效应。通电导体产生的热量跟导体的电阻、导体中的电流以及通电
有关。
13.(2020·江西)1840年英国物理学家
最先精确地确定了电流通过导体产生的热量与电流?电阻和通电时间的关系，其表达式为：Q=
?
14.(2020·镇江)额定电压为220V的家用电暖器正常工作时，通过内部电热丝的电流为5A，则电热丝正常工作时的电阻为
Ω，工作10min产生的热量为
J。电热丝通电后变得很烫，而连接的导线却不怎么热，这是由于导线电阻远
（选填“大于”或“小于）电热丝电阻的缘故?
并
电热毯
热
2.64×104
2.4×103
热
时间
44
I2Rt
焦耳
6.6×105
小于
15.(2020·鄂州)如图是探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关的实验装置。甲、乙是完全相同的密闭容器，里面密封着等量的空气，U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化，闭合开关前，A、B两U形管内液面相平。
（1）实验中，乙容器外部的电阻的作用是为了使左右容器内导体的
不相等；
（2）由于电流产生的热量不易直接测量，因此在实验中是通过观察U形管中液面高度的变化来显示甲、乙容器内空气温度的变化，这里采用的物理研究方法是
；
（3）通过对比观察，
（选填“甲”或“乙”）
容器中导体的电阻产生的热量较多。由此可知，在
电阻和通电时间相同时，电流越
导体产生的
热量越多。
电流
转换法
甲
大
16.(2020·长春)一根100Ω的电阻丝接入电路后，通过它的电流是0.2A。求：（1）电阻丝两端的电压；（2）通电10s，电阻丝产生的热量。
17.(2020·自贡)如图所示的电路中，电源电压为3V，R为阻值未知的定值电阻，小灯泡L的规格为“6V
3W”，闭合开关S后，电流表的示数为1.25A。（不考虑温度对小灯泡电阻的影响）求：（1）小灯泡的电阻；（2）小灯泡的实际功率；（3）通电1min，电阻R产生的热量。
自己总结这节课你有哪些收获？
1、电流通过导体时电能转化成内能的现象叫做电流的热效应。电热器是利用电流的热效应工作的。
2、焦耳定律：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。
Q=I2Rt
1、电流通过导体时电能转化成内能的现象叫做电流的热效应。（电热器）
2、焦耳定律：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。
Q=I2Rt
完成练习册上第4节焦耳定律的练习题。
谢谢
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